【摘要】：近年來,為了應(yīng)對日益嚴(yán)重的水污染問題,中國政府和環(huán)保部門對水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了頻繁、大幅度地修訂。不斷修訂的排放標(biāo)準(zhǔn)使得污水處理廠的排污超標(biāo)率和排污懲罰成本上升,運(yùn)營壓力增大。鑒于對污水處理技術(shù)進(jìn)行“提標(biāo)升級改造”的成本投入大、投產(chǎn)時間長,加之未來環(huán)保政策的不確定性,污水處理廠更愿意基于現(xiàn)有污水處理技術(shù)調(diào)整處理工況、優(yōu)化運(yùn)營決策,從而應(yīng)對排放標(biāo)準(zhǔn)的修訂。本研究結(jié)合以上背景,建立基于污水處理仿真模型的多目標(biāo)決策模型,研究排放標(biāo)準(zhǔn)的修訂對污水處理廠運(yùn)營決策的影響。本研究既是為了幫助污水處理廠以更低的成本或更少的環(huán)境損害來應(yīng)對排放標(biāo)準(zhǔn)的修訂,也希望通過對比不同排放標(biāo)準(zhǔn)下運(yùn)營決策的優(yōu)化結(jié)果,來分析在現(xiàn)有排污收費(fèi)制度下修訂排放標(biāo)準(zhǔn)對污水處理廠運(yùn)營產(chǎn)生的影響。對不同處理工況下污水處理廠運(yùn)營情況的仿真與模擬是優(yōu)化運(yùn)營決策的基礎(chǔ)。本研究結(jié)合決策背景和模型求解特點,以污水處理“2代基準(zhǔn)仿真模型”(BSM2模型)為基礎(chǔ),對進(jìn)水?dāng)?shù)據(jù)、關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行修改,建立污水處理廠全過程仿真模型。污水處理決策是一個多目標(biāo)決策問題,本研究以排污收費(fèi)制度和真實排放標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),建立污水處理廠排污超標(biāo)率和經(jīng)濟(jì)總成本計算公式;再對污水處理過程進(jìn)行生命周期評價,將環(huán)境總損害納入決策模型。通過同時最小化排污超標(biāo)率和經(jīng)濟(jì)總成本,得到任意超標(biāo)率下經(jīng)濟(jì)成本最低的運(yùn)營決策,并討論相應(yīng)的環(huán)境總損害;通過同時最小化排污超標(biāo)率和環(huán)境總損害,研究和討論排放標(biāo)準(zhǔn)修訂對污水處理環(huán)境保護(hù)效力的影響。本研究以山東小清河流域自2007年以來施行的四套水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)為算例背景,對多目標(biāo)決策模型的結(jié)果進(jìn)行討論和分析,得到以下主要結(jié)論:(1).通過求解多目標(biāo)決策模型,既能夠在初始工況的基礎(chǔ)上大幅度降低經(jīng)濟(jì)總成本或環(huán)境總損害,也能夠為決策者提供豐富的運(yùn)營決策信息,幫助其以最低的經(jīng)濟(jì)總成本或最少的環(huán)境總損害應(yīng)對排放標(biāo)準(zhǔn)的修訂;(2).在現(xiàn)行排污收費(fèi)制度下,修訂排放標(biāo)準(zhǔn)會降低污水處理廠控制超標(biāo)率的意愿,并增加污水處理過程產(chǎn)生的環(huán)境總損害;修訂標(biāo)準(zhǔn)還會改變“控制超標(biāo)率”與“減少環(huán)境損害”之間的協(xié)同關(guān)系,與保護(hù)環(huán)境的初衷相違背。
[Abstract]:In recent years, in order to cope with the increasingly serious water pollution problem, the Chinese government and environmental protection departments have revised the discharge standards of water pollutants frequently and substantially. The continuous revision of the discharge standard increases the rate of discharge exceeding the standard and the penalty cost of sewage treatment plant, and increases the operating pressure. In view of the large cost of upgrading and upgrading the wastewater treatment technology, the long production time, and the uncertainty of future environmental protection policies, sewage treatment plants are more willing to adjust the treatment conditions based on the existing sewage treatment technology. Optimize operational decisions to respond to the revision of emission standards. Based on the above background, a multi-objective decision-making model based on sewage treatment simulation model is established to study the influence of the revision of discharge standard on the operation decision of sewage treatment plant. The purpose of this study is to help wastewater treatment plants to cope with the revision of discharge standards at lower cost or less environmental damage, and to compare the optimal results of operational decisions under different discharge standards. To analyze the impact of the revised discharge standards on the operation of sewage treatment plants under the existing sewage charging system. The simulation and simulation of the operation of sewage treatment plant under different treatment conditions is the basis of optimal operation decision. Based on the background of decision-making and the characteristics of model solving, based on the "BSM2 model" for wastewater treatment, the paper modifies the influent data and key process parameters, and establishes the whole process simulation model of sewage treatment plant. The decision making of sewage treatment is a multi-objective decision making problem. Based on the sewage charging system and the real discharge standard, the calculation formula of the sewage excess rate and the total economic cost of the sewage treatment plant is established in this paper. Then the life cycle of sewage treatment process is evaluated, and the total environmental damage is incorporated into the decision-making model. By simultaneously minimizing the excess rate of sewage discharge and the total economic cost, the operation decision with the lowest economic cost under arbitrary exceeding standard rate is obtained, and the corresponding total environmental damage is discussed, and the total environmental damage is also minimized by minimizing the excess rate of sewage discharge and the total environmental damage at the same time. To study and discuss the effect of the revision of discharge standards on the environmental protection effectiveness of sewage treatment. Based on four sets of water pollutant discharge standards implemented since 2007 in Xiaoqing River Basin of Shandong Province, the results of the multi-objective decision model are discussed and analyzed. The main conclusions are as follows: (1) By solving the multi-objective decision model, not only the total economic cost or environmental damage can be greatly reduced on the basis of the initial operating conditions, but also the decision makers can be provided with rich operational decision information. To assist them in responding to the revision of emission standards at the lowest total economic cost or the minimum total environmental damage; (2) Under the existing sewage charging system, the revision of the discharge standards will reduce the willingness of the sewage treatment plant to control the over-standard rate and increase the total environmental damage caused by the sewage treatment process; The revised standards will also change the synergy between "controlling the rate of exceeding standards" and "reducing environmental damage", which is contrary to the original intention of protecting the environment.
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703

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本文編號：2122497